“新機(jī)型出臺(tái)到應(yīng)用的速度太快了，一年漲兩個(gè)兆瓦，每年新出機(jī)型的速度比手機(jī)出新速度還快。”在近期召開(kāi)的2022全球海上風(fēng)電大會(huì)上，中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)秦海巖感嘆道。
有人用“夾縫中初生，混亂中崛起”來(lái)形容中國(guó)風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展史。2001年至2020年近20年間，中國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅猛，累計(jì)裝機(jī)容量從40萬(wàn)kw增至2.81億kw，年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)41%，是同期全球年復(fù)合增長(zhǎng)率的2倍。（數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)可再生能源協(xié)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)調(diào)研報(bào)告、中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)報(bào)表）
中國(guó)風(fēng)電行業(yè)飛針走線般的快速發(fā)展，一方面縫補(bǔ)了國(guó)內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的缺口，實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有；一方面也留下了一些“粗針腳”：如何從有到強(qiáng)？如何又快又穩(wěn)？
答案其實(shí)是公開(kāi)的秘密：以全面布局的測(cè)試驗(yàn)證體系來(lái)保障可靠性。
一份風(fēng)機(jī)測(cè)試的高分答卷
近日，電氣風(fēng)電海燕平臺(tái)11MW風(fēng)電機(jī)組在廣東省風(fēng)電臨海試驗(yàn)基地完成測(cè)試，作為國(guó)內(nèi)已測(cè)試的最大單機(jī)容量機(jī)組，開(kāi)創(chuàng)性地首次在國(guó)內(nèi)采用兩個(gè)6MW測(cè)試設(shè)備并聯(lián)方式進(jìn)行電網(wǎng)適應(yīng)性檢測(cè)，在試驗(yàn)基地目前還是弱電網(wǎng)的環(huán)境下僅用兩個(gè)多月便完成了并網(wǎng)相關(guān)的5個(gè)測(cè)試認(rèn)證。測(cè)試期間，其單日最高發(fā)電量達(dá)到了232000度電，單日等效滿發(fā)小時(shí)數(shù)達(dá)到了21小時(shí)，充分驗(yàn)證了機(jī)組優(yōu)異的發(fā)電性能。
值得一提的是，廣東省風(fēng)電臨海試驗(yàn)基地是國(guó)內(nèi)首個(gè)風(fēng)電臨海試驗(yàn)基地，單機(jī)最大檢測(cè)容量可達(dá)24MW。作為國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電大容量機(jī)組的“認(rèn)證檢測(cè)服務(wù)平臺(tái)”與“公共試驗(yàn)平臺(tái)”，電氣風(fēng)電在該試驗(yàn)基地?fù)碛?個(gè)自有產(chǎn)權(quán)的測(cè)試機(jī)位點(diǎn)。試驗(yàn)基地鄰近電氣風(fēng)電廣東汕頭制造基地，未來(lái)，在一個(gè)園區(qū)內(nèi)完成風(fēng)機(jī)“生產(chǎn)-組裝-認(rèn)證”將成為現(xiàn)實(shí)， “一站式”生產(chǎn)測(cè)試認(rèn)證將進(jìn)一步提升交付效率。
管中窺豹，從點(diǎn)到線，從線到面
能“考”出如此亮眼的成績(jī)，并非偶然，這是電氣風(fēng)電全流程、全體系規(guī)劃布局測(cè)試驗(yàn)證能力的一個(gè)必然事件。
2007 萌芽
早在2007年，電氣風(fēng)電與Aerodyn合作伊始，就吸收了行業(yè)最前沿的一整套全生命周期解決方案的理念和經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)然也包括：先進(jìn)的測(cè)試驗(yàn)證方法論。同步，即開(kāi)始了測(cè)試驗(yàn)證體系的規(guī)劃，與TUV、DNV等國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu)開(kāi)展合作，并率先與國(guó)際一流測(cè)試機(jī)構(gòu)德國(guó)DEWI、中國(guó)電科院及鑒衡開(kāi)展功率特性、載荷測(cè)試和并網(wǎng)測(cè)試的研究，獲得了整機(jī)測(cè)試驗(yàn)證的經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建了電氣風(fēng)電的測(cè)試驗(yàn)證體系的雛形。
2012 發(fā)展
電氣風(fēng)電測(cè)試驗(yàn)證體系全面規(guī)劃及發(fā)展的契機(jī)，始于2012年與西門(mén)子開(kāi)展全面合作時(shí)期。在合資合作過(guò)程中，電氣風(fēng)電在PDT產(chǎn)品開(kāi)發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)，全面引入西門(mén)子的測(cè)試驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試團(tuán)隊(duì)多次赴西門(mén)子風(fēng)電丹麥總部參與部件及整機(jī)的各項(xiàng)測(cè)試，進(jìn)一步吸收了風(fēng)電行業(yè)最前沿的領(lǐng)先經(jīng)驗(yàn)，形成了電氣風(fēng)電獨(dú)有的、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的測(cè)試驗(yàn)證體系。
2018 布局
歷經(jīng)10余年的建設(shè)及發(fā)展，電氣風(fēng)電的測(cè)試驗(yàn)證能力繪就了風(fēng)電全生命周期解決方案各環(huán)節(jié)的可靠性“保障網(wǎng)”。
從原材料、部件、系統(tǒng)、整機(jī)到風(fēng)場(chǎng)
覆蓋風(fēng)電全生命周期
電氣風(fēng)電副總工程師、工程與技術(shù)研究院副院長(zhǎng)朱志權(quán)說(shuō)道：“大型試驗(yàn)平臺(tái)的投入巨大，建設(shè)周期長(zhǎng)，且要保證測(cè)試節(jié)點(diǎn)和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)驗(yàn)證同步，我們克服了方案設(shè)計(jì)、設(shè)備采購(gòu)、專用工具工裝開(kāi)發(fā)、安裝調(diào)試等一系列難題，完成測(cè)試體系建設(shè)中最重要的一環(huán)，最終建立了從原材料、部件、系統(tǒng)、整機(jī)到風(fēng)場(chǎng)的測(cè)試體系，覆蓋風(fēng)電全生命周期。”
在摸索過(guò)程中，電氣風(fēng)電組建了自己的V&V（Verification&Validation）團(tuán)隊(duì)，為前期測(cè)試驗(yàn)證體系的建立打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，但測(cè)試驗(yàn)證體系的最終建立還要通過(guò)建立試驗(yàn)平臺(tái)、配置測(cè)試設(shè)備來(lái)落地實(shí)現(xiàn)。
電氣風(fēng)電擁有20MW大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，國(guó)內(nèi)最大容量的10MW/20MW故障穿越測(cè)試設(shè)備，測(cè)試能力在國(guó)內(nèi)風(fēng)電行業(yè)處于領(lǐng)先。此外，還擁有發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)、三軸向振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、電控系統(tǒng)半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)、恒溫恒濕液壓變槳實(shí)驗(yàn)臺(tái)、中小部件電網(wǎng)模擬電源系統(tǒng)、機(jī)艙全功率試驗(yàn)臺(tái)、激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)儀、電能質(zhì)量分析儀等設(shè)施。
發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)
大型發(fā)電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)
并網(wǎng)測(cè)試裝置
除此以外，電氣風(fēng)電的多項(xiàng)測(cè)試能力均已獲得CNAS認(rèn)可，如：風(fēng)電機(jī)組整機(jī)功率特性曲線、噪聲、電能質(zhì)量、機(jī)械載荷、零部件振動(dòng)試驗(yàn)等。
4大測(cè)試驗(yàn)證基地、多個(gè)樣機(jī)試驗(yàn)基地
更多基地建設(shè)規(guī)劃中……
電氣風(fēng)電通過(guò)和業(yè)主及第三方機(jī)構(gòu)的合作，在上海臨港、江蘇東臺(tái)、福建莆田、廣東汕頭布局有4大測(cè)試驗(yàn)證基地。為了充分驗(yàn)證樣機(jī)的性能和可靠性，電氣風(fēng)電還在張北試驗(yàn)基地、福建南日島布局了多個(gè)樣機(jī)試驗(yàn)場(chǎng)地，將測(cè)試驗(yàn)證的理念和先進(jìn)的測(cè)試驗(yàn)證技術(shù)融入風(fēng)電全生命周期，帶動(dòng)電氣風(fēng)電測(cè)試能力的提升。
除了常規(guī)的測(cè)試驗(yàn)證，電氣風(fēng)電聚焦業(yè)內(nèi)關(guān)注的測(cè)試難題、難點(diǎn)，還將布局規(guī)劃漂浮式機(jī)組的測(cè)試驗(yàn)證。同時(shí)，為了驗(yàn)證大容量海上風(fēng)電機(jī)組的電網(wǎng)友好性能，電氣風(fēng)電還開(kāi)發(fā)了10MW+電網(wǎng)適應(yīng)性測(cè)試設(shè)備，以及國(guó)內(nèi)最大的單機(jī)10MW并聯(lián)20MW的并網(wǎng)測(cè)試設(shè)備。
合作共贏，整合內(nèi)外部資源
電氣風(fēng)電的測(cè)試驗(yàn)證體系，始于外部合作，萌芽于當(dāng)時(shí)一整套全球領(lǐng)先的理論和方法論。而今，測(cè)試驗(yàn)證能力的升級(jí)迭代，既基于自身技術(shù)研發(fā)、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的積淀，也通過(guò)外部合作交流不斷深化。
電氣風(fēng)電依托自身?yè)碛械娜珖?guó)最大海上風(fēng)電樣本庫(kù)，利用最豐富的海上風(fēng)電樣本數(shù)據(jù)，同時(shí)充分利用外部測(cè)試資源，與國(guó)內(nèi)外一流測(cè)試認(rèn)證機(jī)構(gòu)如DNV、CQC、鑒衡等建立良好的合作關(guān)系，積累了豐富的測(cè)試數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。
以測(cè)試反哺設(shè)計(jì)、以測(cè)試迭代設(shè)計(jì)
測(cè)試是“終點(diǎn)”更是起點(diǎn)
“在測(cè)試言測(cè)試”是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。站在局部看全局，測(cè)試是階段性的可靠性驗(yàn)證的終點(diǎn)，更是全流程、全生命周期解決方案不斷升級(jí)迭代的起點(diǎn)。
更為重要的是，測(cè)試驗(yàn)證可以反哺設(shè)計(jì)、倒逼設(shè)計(jì)迭代，乃至反哺各流程、各環(huán)節(jié)的優(yōu)化提升。
以電氣風(fēng)電近期完成的11MW機(jī)組測(cè)試為例，機(jī)組測(cè)試驗(yàn)證十分嚴(yán)苛，除常規(guī)型式測(cè)試，還額外進(jìn)行了40+項(xiàng)的特殊驗(yàn)證項(xiàng)目。通過(guò)機(jī)組安裝的100+個(gè)傳感器進(jìn)行信號(hào)輸入，驗(yàn)證機(jī)組整機(jī)及部件的設(shè)計(jì)性能，包括整機(jī)的冷卻系統(tǒng)、變流器控制系統(tǒng)、臺(tái)風(fēng)模式下的臺(tái)風(fēng)策略等，保障機(jī)組在極端惡劣工況下也能可靠運(yùn)行。
測(cè)試完成后，在完成既定目標(biāo)的基礎(chǔ)上持續(xù)優(yōu)化方案，開(kāi)展其它專題研究以優(yōu)化提升整機(jī)性能，電氣風(fēng)電額外列出了20+個(gè)專題，每周定期進(jìn)行專題分析和方案推進(jìn)。也就意味著：每一次測(cè)試，都是風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的再出發(fā)，在不斷迭代中，最終達(dá)到可靠性和成本最佳平衡點(diǎn)的設(shè)計(jì)閾值。
長(zhǎng)坡厚雪，久久為功。電氣風(fēng)電深耕行業(yè)十余載，始終以務(wù)實(shí)的態(tài)度、理性的節(jié)奏，不斷積淀。如前文所述：以全面布局的測(cè)試驗(yàn)證體系來(lái)保障可靠性其實(shí)是公開(kāi)的秘密。知易行難，測(cè)試驗(yàn)證是一個(gè)長(zhǎng)期積累、不斷投入的浩大工程，短期內(nèi)無(wú)法驗(yàn)證產(chǎn)出。然而，這樣難而正確的事，電氣風(fēng)電一直在堅(jiān)持。在堅(jiān)持中，構(gòu)筑“高可靠、可信賴”的護(hù)城河。在堅(jiān)持中，塑造更堅(jiān)實(shí)的風(fēng)電未來(lái)。
